石墨是碳質(zhì)元素結晶礦物，它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網(wǎng)層間的距離為3.40人，同一網(wǎng)層中碳原子的間距為1．42A。屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。 石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3～5。比重為1．9～2．3。在隔絕氧氣條件下，其熔點(diǎn)在3000℃以上，是zui耐溫的礦物之一。
自然界中純凈的石墨是沒(méi)有的，其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時(shí)測定揮發(fā)分和灰分的含量。
石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態(tài)。結晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。工業(yè)上，根據結晶形態(tài)不同，將天然石墨分為三類(lèi)。
1．致密結晶狀石墨
致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類(lèi)石墨結晶明顯晶體肉眼可見(jiàn)。顆粒直徑大于0．1毫米。晶體排列雜亂無(wú)章，呈致密塊狀構造。這種：石墨的特點(diǎn)是品位很高，一般含碳量為60～65％，有時(shí)達80～98％，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。
2．鱗片石墨
石墨晶體呈鱗片狀；這是在高強度的壓力下變質(zhì)而成的，有大鱗片和細鱗片之分。此類(lèi)石墨礦石的特點(diǎn)是品位不高，一般在2～3％，或100～25％之間。是自然界中可浮性的礦石之一，經(jīng)過(guò)多磨多選可得高品位石墨精礦。這類(lèi)石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類(lèi)型石墨*；因此它的工業(yè)價(jià)值zui大。
3．隱晶質(zhì)石墨
隱品質(zhì)石墨又稱(chēng)非晶質(zhì)石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直徑一般小于1微米，是微晶石墨的集合體，只有在電子顯微鏡下才能見(jiàn)到晶形。此類(lèi)石墨的特點(diǎn)是表面呈土狀，缺乏光澤，潤滑性也差。品位較高。一般的60～80％。少數高達90％以上。礦石可選性較差。 石墨由于其特殊結構，而具有如下特殊性質(zhì)：
1）耐高溫型：石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃，沸點(diǎn)為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時(shí)，石墨強度提高一倍。
2）導電、導熱性：石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數隨溫度升高而降低，甚至在*的溫度下，石墨成絕熱體。
3）潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數越小，潤滑性能越好。
4）化學(xué)穩定性：石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。
5）可塑性：石墨的韌性好，可年成很薄的薄片。
6）抗熱震性：石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì )產(chǎn)生裂紋。
天然石墨以塊狀石墨和鱗片石墨，用途zui廣。我國還沒(méi)有發(fā)現大規模的塊狀石墨礦床，鱗片石墨和隱晶質(zhì)石墨均有較大礦床，并形成了大規模開(kāi)采的基地。
天然石墨具有許多優(yōu)良的性質(zhì)，因而廣泛應用于國民經(jīng)濟各部門(mén)，尤其在冶金、機械、電器、化工工業(yè)中得到廣泛的應用。
石墨具有突出的耐高溫和耐低溫的性質(zhì)，膨脹系數很小，體積穩定，因此能抗急冷急熱的變化，石墨的耐高溫性質(zhì)和一般金屬不同當溫度升高時(shí)，它不是趨于軟化，而其強度反而增高。
石墨是熱和電的良導體，其傳熱性能和導電性能和大多數金屬差不多，但又有其特點(diǎn)，一般的金屬當溫度升高時(shí)，導熱系數也隨之升高，而石墨的導熱系數相反，溫度升高時(shí)，其導熱系數反而下降。在*的溫度下，石墨趨于絕緣狀態(tài)，因此在超高溫條件下，石墨的隔熱性能是很可靠的。
石墨的可塑性和潤滑性早已在工業(yè)上獲得應用，鱗片越大，摩擦系數越小，因此鱗片石墨zui滑，潤滑性，致密結晶狀石墨次之，土狀石墨潤滑性較差。
石墨是化學(xué)工業(yè)的超級材料，它的化學(xué)穩定性非常突出，它耐酸、耐堿、耐腐蝕，在化工工業(yè)中具有特殊地位。
石墨還是原子反應堆優(yōu)良的減速劑，使石墨的用途進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段，為了制造優(yōu)良的減速劑，石墨的提純工藝得到了進(jìn)一步發(fā)展，因此石墨已成為原子能工業(yè)的重要材料。
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